JP2018519990A - Multi-layer media floor filter with improved backwash - Google Patents

Multi-layer media floor filter with improved backwash Download PDF

Info

Publication number
JP2018519990A
JP2018519990A JP2017558475A JP2017558475A JP2018519990A JP 2018519990 A JP2018519990 A JP 2018519990A JP 2017558475 A JP2017558475 A JP 2017558475A JP 2017558475 A JP2017558475 A JP 2017558475A JP 2018519990 A JP2018519990 A JP 2018519990A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
media
medium
fine
backwash
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017558475A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6935336B2 (en
Inventor
シルバーウッド アラン
シルバーウッド アラン
ボシシオ マルコ
ボシシオ マルコ
Original Assignee
ネプチューン−ベンソン,エルエルシー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ネプチューン−ベンソン,エルエルシー filed Critical ネプチューン−ベンソン,エルエルシー
Publication of JP2018519990A publication Critical patent/JP2018519990A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6935336B2 publication Critical patent/JP6935336B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D24/00Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/46Regenerating the filtering material in the filter
    • B01D24/4631Counter-current flushing, e.g. by air
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D24/00Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/007Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with multiple filtering elements in series connection
    • B01D24/008Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with multiple filtering elements in series connection arranged concentrically or coaxially
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D24/00Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/02Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration
    • B01D24/10Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration the filtering material being held in a closed container
    • B01D24/14Downward filtration, the container having distribution or collection headers or pervious conduits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2101/00Types of filters having loose filtering material
    • B01D2101/04Sand or gravel filters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filtration Of Liquid (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

上層の最微細媒体から底層の最粗粒媒体に亘って増加する密度を有する多層媒体床フィルタにおいて、媒体層の階層化を大きく破壊せずに空気を用いた逆洗を行う。空気が停止すると、空気流により除去された最微細媒体上方の液体中の汚染物は、媒体の上方に注入される液体又は最微細媒体を除去せず媒体を通過する液体流のいずれかにより流し出される。階層化を維持しながら行う空気逆洗により最微細媒体に残存する汚染物の量は、液体逆洗が微細媒体を懸濁させるのに十分な流量を用いるか懸濁流量以下であるかに関わらず、液体逆洗を単体で用いる場合よりも著しく少ない。
【選択図】図1
In a multilayer media floor filter having a density that increases from the finest medium in the upper layer to the coarsest medium in the bottom layer, backwashing using air is performed without greatly destroying the layering of the media layer. When the air is stopped, the contaminants in the liquid above the finest medium removed by the air flow will flow either by the liquid injected above the medium or by the liquid flow passing through the medium without removing the finest medium. Is issued. The amount of contaminants remaining in the finest medium by air backwashing while maintaining stratification depends on whether the liquid backwash uses a flow rate sufficient to suspend the fine media or is below the suspension flow rate. Therefore, it is significantly less than when liquid backwashing is used alone.
[Selection] Figure 1

Description

関連事例Related cases

本出願は、2015年6月2日に出願された米国仮特許出願第62/169,807号に基づく優先権を主張する。   This application claims priority from US Provisional Patent Application No. 62 / 169,807, filed June 2, 2015.

本発明は、多層媒体床フィルタの逆洗方法及び装置に関し、特に微細媒体の多層媒体床フィルタに関する。   The present invention relates to a method and apparatus for backwashing a multilayer media floor filter, and more particularly to a multilayer media floor filter with fine media.

多層媒体床フィルタは、当該技術分野において周知である、同出願人の国際特許出願であり、2014年1月23日に公開された国際公開第2014/012167号により開示された既知の技術である。該開示は、媒体表面において適切な流動特性を提供することで、微細砂の上層を用いて濾過機能を向上させるような構成を含む、微細粒子を濾過するための多様な媒体床を開示している。このような流動特性の利点とし、閉塞なしに、媒体の微粒子を収集する機能を向上させることができる点が挙げられる。   The multi-layer media floor filter is the applicant's international patent application, well known in the art, and is a known technique disclosed by WO 2014/012167 published on January 23, 2014. . The disclosure discloses various media beds for filtering fine particles, including configurations that use an upper layer of fine sand to improve the filtration function by providing appropriate flow characteristics at the media surface. Yes. As an advantage of such flow characteristics, it is possible to improve the function of collecting fine particles of a medium without clogging.

国際公開第2014/012167号International Publication No. 2014/012167

このような向上した機能は、通常の逆洗中に捕捉微粒子及び他の汚染物を取り除くことの高い必要性を生じさせる。機能の低減前に、微細砂層内部深くに微細砂が捕捉した汚染物を有する場合、逆洗により微細砂内の汚染物を取り除くことは、より困難である。   Such improved functionality creates a high need to remove trapped particulates and other contaminants during normal backwash. Before the function is reduced, it is more difficult to remove the contaminants in the fine sand by backwashing when the fine sand has a contaminant trapped deep inside the fine sand layer.

従来の逆洗において、フィルタにより収集された汚染物を取り除き、フィルタによる効率的な原液の濾過を継続的に行うために、液体流れをフィルタの逆方向となるよう構成する。液体逆洗は、典型的には、媒体床を流動化させ、濾過媒体粒子及び汚染物をフィルタ・チャンバ内の懸濁物内に移送させ、媒体の分離及び液体の発生を排出前に行う。逆洗流は、可能であれば、濾過媒体を再配置し、適正に階層化させるように低下する。   In the conventional backwashing, in order to remove the contaminants collected by the filter and continuously filter the stock solution efficiently by the filter, the liquid flow is configured to be in the reverse direction of the filter. Liquid backwash typically fluidizes the media bed, transports filtered media particles and contaminants into suspension in the filter chamber, and media separation and liquid generation occurs prior to draining. Backwash flow is reduced, if possible, to reposition the filtration media and properly stratify.

微細砂の場合、比較的低い流量下においては懸濁物中に媒体の小さな粒子が保持されるため、微細砂から汚染物を分離することは困難である。これらの条件下で、媒体から汚染物を取り除くのに、このような流れはあまり効果的でない。   In the case of fine sand, it is difficult to separate contaminants from fine sand because small particles of the medium are retained in the suspension at relatively low flow rates. Under these conditions, such a flow is not very effective at removing contaminants from the media.

媒体の浄化は、空気を用いて行われることが知られている。空気逆洗は、液体逆洗よりも効果的に浄化することができる。この場合、媒体上の液体レベルは低減させることができ、空気を媒体下に導入することで、液体及び空気に媒体層を通じて圧力をかけることができ、これにより、媒体を媒体床上の液体と混合させ、押し上げることができる。続いて、媒体床上部の液体が汚染物と媒体の混合物により充填されている間に、空気はフィルタ貯蔵部の上部から流出する。懸濁物中の媒体は、通常の媒体床に戻るように再階層化される。これは、懸濁媒体を通じて制御された液体流により達成することができ、これにより、粒子寸法に従って分けた媒体の配置を構成することができる。媒体床上部の液体の汚染物は、流し出すことができる。   It is known that the purification of the medium is performed using air. Air backwashing can purify more effectively than liquid backwashing. In this case, the liquid level on the medium can be reduced and air can be introduced through the medium layer by introducing air under the medium, thereby mixing the medium with the liquid on the medium bed. Can be pushed up. Subsequently, air flows out from the top of the filter reservoir while the liquid above the media bed is filled with a mixture of contaminants and media. The media in suspension is re-stratified to return to the normal media bed. This can be achieved by a controlled liquid flow through the suspending medium, which can constitute an arrangement of the media divided according to particle size. Liquid contaminants above the media bed can be drained.

微細砂濾過媒体床の場合、空気逆洗は問題である。空気は、媒体を効率的に洗浄するために用いることができるが、より大きな粒径の媒体のための制御された流量を用いることで達成される再階層化は、微細砂を懸濁させるために顕著に低い流量を用いるため、問題である。   In the case of a fine sand filtration media bed, air backwash is a problem. Air can be used to efficiently wash the media, but the restratification achieved by using a controlled flow rate for larger particle size media suspends the fine sand. This is a problem because a remarkably low flow rate is used.

<概要>
本明細書の用語「微細媒体」は、0.4 mm未満、最小で約0.2 mm、好適には最小で0.1 mmの有効径を有する微細な濾過媒体を指し、その材料は、ケイ砂、ガラス、プラスチック、石英、砂利、金属、セラミック等であってもよい。有効径は、上述の媒体の直径は広範囲に亘っていてもよく、有効径が平均径であってもよいことを意味する。例えば、微細砂の場合、0.22 mmの平均径を有する粒子は、0.12 mmから0.35 mmの範囲に亘る粒子となるだろう。ガラス又はポリマー媒体の場合、粒子寸法はより狭い範囲となるだろう。このような媒体は、0.5ミクロンから20ミクロンの範囲の微細汚染物を捕捉するのに有効である。
<Overview>
As used herein, the term “fine medium” refers to a fine filtration medium having an effective diameter of less than 0.4 mm, a minimum of about 0.2 mm, and preferably a minimum of 0.1 mm, the material being quartz sand, glass, plastic Quartz, gravel, metal, ceramic, etc. may be used. The effective diameter means that the above-mentioned medium may have a wide diameter, and the effective diameter may be an average diameter. For example, in the case of fine sand, particles having an average diameter of 0.22 mm will result in particles ranging from 0.12 mm to 0.35 mm. In the case of glass or polymer media, the particle size will be in a narrower range. Such a medium is effective in trapping fine contaminants in the range of 0.5 microns to 20 microns.

出願人は、微細媒体及び上層の最微細媒体から底層の最粗粒媒体に亘って増加する密度を有する多層媒体床フィルタにおいて、媒体層の階層化を大きく破壊せずに空気を用いた効率的な逆洗を行うことができることを発見した。空気を逆洗に用いることで、微細媒体から上方の液体レベルへと汚染物を除去し、微細媒体周辺の汚染物も除去する。空気が停止すると、空気流により除去された微細媒体上方の液体中の汚染物は、媒体の上方に注入される液体又は媒体を除去せず媒体を通過する液体流のいずれかにより流し出される。階層化を維持しながら行う空気逆洗により媒体から流出する汚染物の量は、微細媒体を懸濁させるのに十分な流量を用いても、制限流量以下であっても、液体逆洗を単体で用いる場合よりも多い。   Applicants have found that in multi-layer media floor filters with density increasing from fine media and top finest media to bottom coarsest media, efficient use of air without significantly breaking the media layer stratification Have found that it can be backwashed. By using air for backwashing, contaminants are removed from the fine media to the upper liquid level and contaminants around the fine media are also removed. When the air stops, the contaminants in the liquid above the fine medium removed by the air flow are flushed out by either the liquid injected above the medium or the liquid stream passing through the medium without removing the medium. Even if the amount of contaminants flowing out from the medium by air backwashing while maintaining stratification is at a flow rate sufficient to suspend the fine medium or below the limit flow rate, liquid backwashing is performed alone. More than in the case of

出願人は、効率的に媒体床表面から汚染物を除去する逆洗洗浄サイクル中に、媒体の配置を覆すことなしに媒体床上面に沿って流れを作るノズルを通じた原液流れを有する媒体床フィルタを用いることができることを更に発見した。典型的なフィルタは、微細媒体を流れに流入させ、逆洗のための微細媒体の喪失のリスクなしに、原液入口ノズルを用いて、微細媒体床表面から汚染物を除去することはできない。このような原液入口ノズルの使用は、逆洗サイクルの開始時には有益である。追加的又は代替的には、このような原液入口ノズルは、媒体床上の液体レベルに汚染物を流入させる空気流逆洗後に用いるのに有益である。   Applicants have identified a media bed filter having a stock flow through a nozzle that creates a flow along the top surface of the media bed without overriding the media placement during a backwash wash cycle that efficiently removes contaminants from the media bed surface. It was further discovered that can be used. A typical filter does not allow contaminants to be removed from the fine media bed surface using the stock inlet nozzle without risk of loss of fine media due to backwash and fine media loss into the flow. Use of such a stock inlet nozzle is beneficial at the beginning of a backwash cycle. Additionally or alternatively, such a stock inlet nozzle is useful for use after an air flow backwash that causes contaminants to enter the liquid level above the media bed.

本開示は、添付の図面と組み合わせて取り上げる以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
典型的な先行技術に係る、濾過タンク内の媒体床フィルタの構成を示す概要図である。 典型的な先行技術に係る、捕捉微粒子及び媒体床上部のケーキ状クラストを有する濾過タンク内の媒体床フィルタの構成を示す概要図である。 先行技術に係る、砂濾過媒体床を有し、濾過タンク内にて緩やかな水流を用いる液体逆洗動作を示す概要図である。 先行技術に係る、砂濾過媒体床を有し、空気流を用いる逆洗動作を示す概要図である。 フィルタ動作後において、捕捉微粒子及び媒体上部のケーキ状クラストを有する媒体床の上部に微細媒体層を備える濾過タンク内に媒体床フィルタを導入した一実施形態を示す概要図である。 改善された逆洗工程の一実施形態を示す概要図であり、微細媒体からの汚染物の伴流を示し、限定的な空気流は、結果的に水層内の非常に狭い範囲及び媒体床の直上のみを占める微細媒体クラウドをもたらすことを示す。 媒体床の上部に堆積したケーキ状クラストのスキミングを行うノズルベース液体スキマー及びバッフルベース液体スキマーを示す概要図である。 液体入口用の4つのノズル及びバッフル、濾過液体出口及び逆洗入口用の底部円柱状スクリーンを有する水平円柱状タンク備える、媒体床フィルタユニットの一実施形態を示す部分的斜視図である。図8においては、濾過媒体は明確には示されていない。
The present disclosure will become apparent from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings.
1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a media bed filter in a filtration tank according to a typical prior art. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of a media bed filter in a filtration tank having trapped particulates and a cake-like crust on top of the media bed, according to a typical prior art. FIG. FIG. 6 is a schematic diagram showing a liquid backwashing operation using a gentle water flow in a filtration tank, having a sand filtration media bed, according to the prior art. FIG. 3 is a schematic diagram showing a backwash operation using a flow of air with a sand filtration media bed according to the prior art. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an embodiment in which a media bed filter is introduced into a filtration tank having a fine media layer on top of a media bed having trapped particulates and a cake-like crust on top of the media after filter operation. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating one embodiment of an improved backwash process, showing contaminant wakes from fine media, with limited airflow resulting in a very narrow area and media bed in the water layer. It will bring about a fine media cloud that occupies only the top of the cloud. It is a schematic diagram showing a nozzle base liquid skimmer and a baffle base liquid skimmer for skimming a cake-like crust deposited on the top of the media bed. FIG. 6 is a partial perspective view of one embodiment of a media bed filter unit comprising a horizontal cylindrical tank with four nozzles and baffles for liquid inlets, a bottom cylindrical screen for filtered liquid outlets and backwash inlets. In FIG. 8, the filtration media is not clearly shown.

図1は、タンク100に配置される多層媒体床フィルタ内の砂媒体の典型的な配置を示す。媒体床は、当技術分野において知られるように多様な密度を有する。このようなフィルタにおいて、典型的には、最微粒媒体110は最上層に配置され、タンク100内に垂直に配置された多様な層を通じて下降するにつれてより粗くなる1つ以上の中間ステージ112を備える。従って、最粗粒媒体114は、典型的には、スクリーンにより支持される最底層に配置される。いくつかの場合、媒体114は、タンク100の底部に配置され、スクリーンは出口120と関連付けられる。   FIG. 1 shows a typical arrangement of sand media in a multi-layer media bed filter placed in a tank 100. The media bed has a variety of densities as is known in the art. In such filters, typically the finest particulate medium 110 is disposed in the uppermost layer and comprises one or more intermediate stages 112 that become coarser as they descend through the various layers arranged vertically in the tank 100. . Thus, the coarsest grain medium 114 is typically placed in the bottom layer supported by the screen. In some cases, media 114 is placed at the bottom of tank 100 and a screen is associated with outlet 120.

本発明に用いられる多様な各層の微粒媒体、中間媒体及び粗粒媒体の正確な定義は、実施分野、産業分野、使用条件及び政府規制を非限定的に含む、多様な要因によって変化することを理解されたい。しかしながら、内容比較のため、媒体密度又は媒体径などの1つ以上の物性をタンク100内の媒体の多様な層を区別するための特性の選択肢とすることもできる。例えば、2.7 g/mlの密度を有する砂利又は砂は、最も粗い最底層に配置することが望ましく、2.0 g/ mlから2.1 g/ mlの密度を有する活性炭は中間層に配置し、1.45 g/ mlから1.75 g/ mlの密度を有する無煙炭は最も微細な最上層に配置することが望ましい。材料の追加的な可能性及び特徴を更に後述する。   The precise definition of the fine, medium and coarse media in each of the various layers used in the present invention will vary depending on a variety of factors including, but not limited to, the field of practice, industry, usage conditions and government regulations. I want you to understand. However, for content comparison, one or more physical properties, such as media density or media diameter, may be a property choice for distinguishing the various layers of media in tank 100. For example, gravel or sand having a density of 2.7 g / ml is preferably placed in the coarsest bottom layer, activated carbon having a density of 2.0 g / ml to 2.1 g / ml is placed in the middle layer, and 1.45 g / ml. Anthracite with a density of ml to 1.75 g / ml is preferably placed in the finest top layer. Additional possibilities and features of the material are further described below.

<媒体の基本配置及び動作原理>
典型的には、砂の粒状の組織特性により多様な媒体の独立した各層は、特定の境界線により細かに既定された境界内部に配置されることも、線引きされることもない。タンク100内の多様な粒子寸法を有する媒体の分布は、大まかなものであって、典型的には、各層の上部から下部に向かって徐々に変化する。濾過及び潜在的な他の動作による変化の影響に加えて、潜在的に区別可能な層でない限り、各層内の粒子寸法の、密度及び媒体の粗度の範囲、多様性及び耐性、密度、媒体の粗度による影響により、粒子寸法による媒体層の完全な階層化を達成することは、一般にはいくつかの実施形態においてより困難であると考えられる。従って、しばしば中間テーパー領域の形状に見られる不完全な境界により、媒体の多様な階層を分離させることができる。しかしながら、砂粒子寸法の理想的でない配置、不完全な階層化であっても、濾過動作中又は他のあらゆる時に、砂媒体が意図せずに流失することを防ぐことができる。
<Basic arrangement and operating principle of media>
Typically, each independent layer of diverse media due to the granular texture characteristics of the sand is not placed within or delineated within a boundary that is finely defined by a particular boundary. The distribution of media with various particle sizes in the tank 100 is rough and typically varies gradually from the top to the bottom of each layer. In addition to the effects of changes due to filtration and other potential actions, the range of particle size, density and media roughness within each layer, diversity and tolerance, density, media, unless it is a potentially distinguishable layer Due to the effects of roughness, achieving full stratification of the media layer by particle size is generally considered more difficult in some embodiments. Thus, the various layers of the media can be separated by imperfect boundaries often found in the shape of the intermediate tapered region. However, even non-ideal arrangement of sand particle sizes, imperfect stratification, can prevent unintentional loss of sand media during the filtering operation or at any other time.

多様な寸法の砂をタンク100内に導入した後、タンク100内の通常の流体流れを逆流させることで、大まかな階層化を達成することができる。このような動作を行うことで、より小さい砂粒子を浮かせ、引き続きより微粒である媒体110はタンクの上部に浮遊し、より粗粒な媒体114は底部に沈降する。その結果生じ、砂の上部及び混合水に配置され、微細スクリーン116の動作を妨げないより微粒である粒状媒体110について更に詳述する。   After introducing various sizes of sand into the tank 100, rough stratification can be achieved by causing the normal fluid flow in the tank 100 to flow backward. By performing such an operation, smaller sand particles are floated, and subsequently the finer medium 110 floats at the top of the tank and the coarser medium 114 settles at the bottom. The resulting granular media 110, which is finer and does not interfere with the operation of the fine screen 116, which is placed in the top of the sand and in the mixed water, will be described in further detail.

より微粒である媒体110は、非常に細かい微粒子の堆積物を捕捉するように作用し、連続するより粗い層112, 114は、より微粒である層110が濾過された液体と共にタンク100から流し出されることを防ぐ、あるいは代替的には、非常に細かいスクリーン116を通じて濾過された液体が通過するのを妨げる妨害物の形成を防ぐ。微粒子を機械的に吸収する砂媒体の役割は、当技術分野において既知であり、本明細書中では概略的にのみ説明する。この砂媒体は、濾過液出口120の直ぐ上部の領域が詰まることを防止するスクリーン116と同様の役割を果たし、スクリーン116に流体が流入するのに伴って徐々に連続的に媒体110, 112, 114の多孔性を増加させる。   The more finely divided medium 110 acts to trap very fine particulate deposits, and the successive coarser layers 112, 114 are flushed from the tank 100 with the filtered liquid of the finer layer 110. Or alternatively, the formation of obstructions that prevent the filtered liquid from passing through the very fine screen 116. The role of sand media to mechanically absorb particulates is known in the art and will only be described schematically herein. This sand medium plays a role similar to the screen 116 that prevents the area immediately above the filtrate outlet 120 from becoming clogged, and gradually and continuously as the fluid flows into the screen 116, the medium 110, 112, Increase the porosity of 114.

濾過すべき原液は、原液入口118を通じてタンク100に導入される。原液は、あらゆる供給源から導入することができる。その特徴は、濾過タンクが配置される環境及び特定の濾過対象物によって多岐に亘るであろう。従って、原液入口118は、生下水を必ずしも含む必要はないが、例えば工業工程において洗浄目的で使用された工業用水から構成されていてもよい。代替的には、埃及び微量の微生物を含む冷却水を、HVACシステムから導入することができる。   The stock solution to be filtered is introduced into the tank 100 through the stock solution inlet 118. Stock solutions can be introduced from any source. Its characteristics will vary depending on the environment in which the filtration tank is located and the particular filtration object. Therefore, the stock solution inlet 118 does not necessarily include raw sewage, but may be composed of industrial water used for cleaning purposes in industrial processes, for example. Alternatively, cooling water containing dust and traces of microorganisms can be introduced from the HVAC system.

堆積した汚染物、特に微粒媒体110の粗度を超える大きさの汚染物は、図2に示されるように媒体床表面又は表面上の微粒媒体110により捕捉されるため、媒体床を通じて混合物が更に移動することを防止することができる。ケーキ又はクラスト102は、媒体110の表面で形成され得る。微粒媒体110の層の粒子と同様あるいは比較可能に寸法された他の汚染物は、層を貫通し、あるいはクラスト102の固化が進行する前に上層100を有し媒体層を通じて移動する一定の距離内で微粒子104として捉えられ又は捕捉される。第1層内で捕捉されない汚染物は、連続するより粗い媒体を備える後続のあらゆる層においても捕捉されることはない可能性が高い。   Deposited contaminants, particularly those that exceed the roughness of the particulate media 110, are trapped by the particulate media 110 on or at the media bed surface as shown in FIG. It can be prevented from moving. Cake or crust 102 may be formed on the surface of medium 110. Other contaminants that are similar or comparable in size to the particles in the layer of the particulate media 110 may penetrate the layer or travel a certain distance through the media layer with the upper layer 100 before the crust 102 solidifies. It is captured or captured as the fine particle 104 within. Contaminants that are not trapped in the first layer are likely not trapped in any subsequent layer with a continuous, coarser medium.

上述した構造と本質的に同様なフィルタは、媒体床上に形成されるクラスト102又は微細媒体110層内の捕捉微粒子104の集合体などの汚染物の堆積により効率的な動作が妨害されない限り、特定のスケジュール又は特定の期間に従って動作することができる。原液118をフィルタ内に流入し続けることで、捕捉汚染物が超過して堆積し、その結果、一般には動作が阻害され、非効率的となる。フィルタのメンテナンス工程として知られる逆洗は、典型的には、上述のように動作が阻害されたときに用いられる。このような状況は、フィルタ内の圧力の低下を用いて検知することができ、これらの圧力は、汚染物の堆積に伴い上昇する。   Filters that are essentially similar to the structure described above are specific unless efficient operation is hindered by the deposition of contaminants such as aggregates of trapped particulates 104 within a crust 102 or fine media 110 layer formed on a media bed. Can operate according to a schedule or a specific period of time. By continuing to flow the stock solution 118 into the filter, trapped contaminants will accumulate in excess, resulting in generally inefficient operation and inefficiency. Backwashing, known as a filter maintenance process, is typically used when operation is inhibited as described above. Such a situation can be detected using a drop in pressure in the filter, and these pressures increase with the accumulation of contaminants.

<従来の砂フィルタ内での従来の液体逆洗>
上述したように、タンク100内で通常の流体流れを逆流させることは、多様な砂(又は他の粒状材料)媒体の階層化(又は再階層化)を達成するのに有用である。特定の構成において、これは、逆洗工程により達成することができる。逆洗は、清浄液をスクリーン(入口152)の出口側から媒体を通じて逆洗出口154へ流すことを含む。緩やかな流れ122により媒体上部の堆積物を容易に除去することができるが、微細媒体内の捕捉堆積物の除去機能は緩やかな流れにより制限される。媒体は典型的には、汚染物の除去を補助する添加剤の有無に関わらず機械動作である「洗浄」を要する。このような動作の一種として、媒体を部分的な懸濁液に流入させる液体流れを提供する。これにより、機械的撹拌が不要となる。
<Conventional liquid backwashing in a conventional sand filter>
As described above, reversing the normal fluid flow within the tank 100 is useful for achieving stratification (or re-stratification) of various sand (or other particulate material) media. In certain configurations, this can be achieved by a backwash process. Backwashing involves flowing the cleaning liquid from the outlet side of the screen (inlet 152) through the media to the backwash outlet 154. Although the sediment on the top of the medium can be easily removed by the gentle flow 122, the removal function of the trapped sediment in the fine medium is limited by the gentle flow. The media typically requires “cleaning”, which is a mechanical operation with or without additives that aid in the removal of contaminants. One type of such operation is to provide a liquid flow that causes the medium to enter the partial suspension. This eliminates the need for mechanical stirring.

従来の逆洗動作において、より緩やかでない流れを用いることもできる。   In a conventional backwash operation, a less gradual flow can be used.

典型的な濾過動作中における流体流れを、より強力な手段124により逆流させることで、媒体を、その通常の位置及び配置から一時的に持ち上げることができる。   By reversing the fluid flow during a typical filtration operation by more powerful means 124, the media can be temporarily lifted from its normal position and configuration.

向流洗浄は、運動エネルギーを媒体に加えるのに十分な流量124により行われるべきであり、従って、媒体は、砂と水の混合物内において、並びに最微細媒体110が連続するより粗い媒体112, 114上に浮遊するとき、完全な懸濁を達成することができない。上述した流量は、最微細媒体110を流出させ、あるいは、逆洗出口を通じて流出する砂水の一部として失われることがないように構成するべきである。   Countercurrent washing should be performed at a flow rate 124 sufficient to add kinetic energy to the medium, so that the medium is in a mixture of sand and water, as well as a coarser medium 112, in which the finest medium 110 is continuous. When suspended on 114, complete suspension cannot be achieved. The flow rate described above should be configured so that the finest medium 110 does not flow out or is lost as part of the sand water flowing out through the backwash outlet.

<従来の砂フィルタ内での従来の空気流逆洗>
当技術分野で既知の関連逆洗工程は、空気及び液体を用いた向流による洗浄を含む(図4を参照)。加えて、いくつかの砂フィルタの構成において、液体逆洗及び空気逆洗工程を適用する。これら2通りの逆洗構成において、典型的には、2種類の逆洗を同時に適用することはないだろう。
<Conventional air flow backwash in a conventional sand filter>
A related backwash process known in the art includes countercurrent cleaning with air and liquid (see FIG. 4). In addition, in some sand filter configurations, a liquid backwash and air backwash process is applied. In these two backwash configurations, typically two types of backwash will not be applied simultaneously.

通常の濾過動作中、タンク100は、典型的には、濾過すべき液体、並びに上述した構成により大まかなものであって、連続的に階層化された多様な砂媒体により充填されている。空気逆洗は、最初にフィルタの動作を中断した後に行われる。続いて、典型的には、濾過液体出口120を通じて液体を流出させることで、タンク100内の液体レベルを低下させる。レベルセンサを用いて、タンク100内の水量が目的の許容高さ以下に低下したとき、検知する。上述した液体レベルの低下は、入口/出口160を通じて大量の空気の導入することで、タンク100内にキャビティ162に形成し、それに対応する量の液体を押し出すことで、同様に実行することができる。空気は、あらゆる適切な供給源、例えばポンプ又は空気圧縮機などから導入するこができる。ひとたび、空気キャビティ162が形成され、タンク100内の関連する流体レベルが十分なレベルに低下すると、不要な開口入口及び出口(非限定的に濾過液体出口120を含む)は、暫定的に封止され、砂媒体自体の洗浄が開始する。   During normal filtration operations, the tank 100 is typically filled with the liquid to be filtered, as well as a variety of sand media that are roughly layered according to the configuration described above and are layered continuously. The air backwash is performed after the filter operation is first interrupted. Subsequently, the liquid level in the tank 100 is typically lowered by allowing the liquid to flow out through the filtered liquid outlet 120. A level sensor is used to detect when the amount of water in the tank 100 falls below a target allowable height. The liquid level reduction described above can be similarly performed by introducing a large amount of air through the inlet / outlet 160 to form a cavity 162 in the tank 100 and extruding a corresponding amount of liquid. . Air can be introduced from any suitable source, such as a pump or air compressor. Once the air cavity 162 is formed and the associated fluid level in the tank 100 has dropped to a sufficient level, unwanted opening inlets and outlets (including but not limited to the filtered liquid outlet 120) are provisionally sealed. Then, cleaning of the sand medium itself starts.

砂媒体を洗浄するために、空気流れ126は、乱流サイクル又は上述した液体逆洗と類似する砂の混合を生じさせるような構成で、タンク内に導入される。同様にこのような乱流は、タンク100内から媒体を流失させるリスクを生じさせることなく、液体逆洗により懸濁状態を再現するものである。このために、この場合典型的には空気である逆洗流体は、逆流流体入口152を通じて導入され、迅速に泡170を拡散させる。適用する空気流には、媒体を撹拌させるための廉価で効率的な機械的手段を用いる。逆洗流体入口152を通じて導入される空気を用いた媒体の混合には、衣類用の洗濯機に用いられる攪拌機と類似する攪拌機を用いる。更に、粒径及び密度の異なる砂媒体をランダム化させるように空気循環を有利に用いることで、例えば機械的アーム又は発動機付パドルを通じて撹拌する場合とは対照的に、費用を抑え、追加的な機械的部位の物理的欠点、アクセス性への追加的な遮断性を低減させながら、タンク100へのアクセスに対する妨害及び遮断の無い状態を最大化させることができる。   To clean the sand media, the air stream 126 is introduced into the tank in a configuration that causes sand mixing similar to the turbulent flow cycle or liquid backwash described above. Similarly, such a turbulent flow reproduces a suspended state by liquid backwashing without causing a risk of causing the medium to flow out of the tank 100. For this purpose, backwash fluid, typically air, in this case, is introduced through the backflow fluid inlet 152 to quickly diffuse the bubbles 170. The applied air flow uses inexpensive and efficient mechanical means for stirring the medium. For mixing the medium using air introduced through the backwash fluid inlet 152, a stirrer similar to a stirrer used in a washing machine for clothes is used. In addition, air circulation is advantageously used to randomize sand media of different particle sizes and densities, thereby reducing costs and adding additional costs, for example when stirring through mechanical arms or motorized paddles. It is possible to maximize the state without obstruction and blocking of access to the tank 100, while reducing the physical drawbacks of the mechanical parts, additional barriers to accessibility.

図4には示していないが、微細媒体110及び中間媒体112は、空気逆洗動作により大部分が均質化されている。いくつかの場合、粗粒媒体は懸濁化させることができる。後述するように、均質化された媒体は液体逆洗工程を用いて分離又は階層化させることができ、これにより、媒体の階層化を行うことができる。   Although not shown in FIG. 4, most of the fine medium 110 and the intermediate medium 112 are homogenized by the air backwashing operation. In some cases, the coarse media can be suspended. As will be described later, the homogenized medium can be separated or hierarchized using a liquid backwashing process, whereby the medium can be hierarchized.

<洗浄を補助する洗剤/化学洗浄剤>
当技術分野で既知であるいくつかの逆洗手段において、液体又は空気を用いた手段を扱うかに関わらず、逆洗工程中に洗剤及び/又は清澄剤を同時に用いて凝集を開始、利用及び促進させることができる。
<Detergent / Chemical detergent to assist cleaning>
In some backwashing means known in the art, agglomeration is initiated, utilized and used simultaneously with a detergent and / or clarifier during the backwashing process, regardless of whether the means using liquid or air is handled. Can be promoted.

洗濯中に石鹸を用いるのと同様の方法で、操縦者は、多様な逆洗手段の使用に加えて好ましい洗剤を選択することができる。石鹸は油分及び汚れを衣料繊維から取り除き、凝集剤又は界面活性剤は凝集物を取り除き、あるいは、上述した液体又は空気撹拌工程中の乱流により砂粒子から生じる粒子及び汚染物を取り除く。   In a manner similar to using soap during washing, the operator can select a preferred detergent in addition to the use of various backwashing means. Soap removes oil and dirt from garment fibers, and flocculants or surfactants remove agglomerates, or remove particles and contaminants resulting from sand particles due to turbulence during the liquid or air agitation process described above.

<空気逆洗後の液体逆洗>
空気逆洗が完了すると、タンク100内の均質化された媒体は再び混合状態となり、上述したような粗度に応じた大まかな階層化、フィルタの動作に要する階層化が大きく欠如した状態となる。液体逆洗(又は媒体を階層化する他の手段)を、空気逆洗の後に用いることで、多様な寸法の砂媒体の再階層化を確実なものとすることができる。上述したように、後続の液体逆洗用の向流量は、推進力に基づく再階層化及び砂媒体の含有を確実なものとするように調整することができる。一方で、より小さい砂媒体をタンク100内の高位置に配置しながら、より粗い砂媒体を媒体床の低位置に保持するのに十分な強さを有する流量を適切に選択しなければならない。他方で、タンク100から全ての砂媒体を意図せずに流出させることのない程度の強さの流量としなければならない。
<Liquid backwash after air backwash>
When the air backwashing is completed, the homogenized medium in the tank 100 is mixed again, and the rough hierarchization according to the roughness as described above and the hierarchization required for the filter operation are largely lacking. . Liquid backwashing (or other means of layering media) can be used after air backwashing to ensure restratification of sand media of various sizes. As described above, the counter flow for subsequent liquid backwashing can be adjusted to ensure re-stratification and sand media inclusion based on propulsion. On the other hand, a flow rate that is strong enough to hold a coarser sand medium at a low position in the media bed while placing a smaller sand medium at a high position in the tank 100 must be properly selected. On the other hand, the flow rate must be strong enough to prevent all sand media from unintentionally flowing out of the tank 100.

<微細媒体>
砂媒体粒子は、様々な要件に基づいた特定の範囲内の寸法で、他の土砂材料と同様の方法により階層化させることができる。上述の要件とは、非限定的に規定されるものであるが、技術分野、政府規制及び/又は実施分野の機能の1つであると考えることができる。微細砂は砂の下位概念であり、媒体粒子の寸法はより下位の概念に該当するであろう。従って、(図7に示すように)微細砂は媒体床内にてより微細なフィルタ層128を有利に適用するために用いることができ、小さい寸法を有する微粒子を捕捉することを可能とする。生存中の微生物など、以前は濾過が不可能であった汚染物の一群を捕捉することができるようになり、いくつかの場合において、以前は飲料不可であった水を飲料可とすることができる。「微細砂」について単一の正確な技術的な定義は存在しないが、「微細媒体」は上記に定義したように、0.4 mm未満、最小で約0.2 mm、好適には最小で0.1 mmの有効径を有する微細濾過媒体を意味し、その材料は、ケイ砂、ガラス、プラスチック、石英、砂利、金属、セラミック等であってもよい。「微細砂」という用語は、当該技術分野で既知であり、使用されてきた最も微細な粒子媒体よりも優れた寸法及び濾過機能を有する、あらゆる濾過砂又は粒子媒体を指すと理解されるだろう。このような媒体の可能な寸法の範囲及び構成は、本明細書で詳述し、表現したものから選択してもよい。
<Fine media>
Sand media particles can be stratified in the same manner as other earth and sand materials, with dimensions within specific ranges based on various requirements. The above-mentioned requirements, which are defined in a non-limiting manner, can be considered as one of the functions of the technical field, government regulation and / or implementation field. Fine sand is a subordinate concept of sand and the size of the media particles will fall under the subordinate concept. Thus, fine sand (as shown in FIG. 7) can be used to advantageously apply a finer filter layer 128 in the media bed, allowing the capture of particulates having small dimensions. It is now possible to capture a group of contaminants that were previously impossible to filter, such as living microorganisms, and in some cases, could make previously drinkable water drinkable. it can. There is no single exact technical definition for “fine sand”, but “fine media”, as defined above, is effective less than 0.4 mm, at least about 0.2 mm, preferably at least 0.1 mm. It means a fine filtration medium having a diameter, and the material may be silica sand, glass, plastic, quartz, gravel, metal, ceramic and the like. The term “fine sand” will be understood to refer to any filtered sand or particulate media that is known in the art and has a better dimension and filtration function than the finest particulate media that has been used. . The range and configuration of possible dimensions for such media may be selected from those detailed and expressed herein.

<微細媒体の不利な点>
微細媒体を用いて(例えばフィルタの最上層に)最微細濾過層を適用するには、不利な点も残念ながら存在する。より小さい空孔寸法は、典型的には、既存の濾過システムの動作及びメンテナンスに不利な影響を与えかねない。
<Disadvantages of fine media>
Unfortunately, there are also disadvantages to applying the finest filtration layer using fine media (eg, on the top layer of the filter). Smaller pore sizes typically can adversely affect the operation and maintenance of existing filtration systems.

<課題:微細媒体における早熟なクラスト形成>
媒体床の最上層の空孔寸法が縮小すると、例えば、微細媒体を含む濾過タンクを通過する原液に加えるための強い圧力が必要となるであろう。追加的に、最微細層が比較的粗い媒体を備える従来技術のシステムよりも、微細媒体128を備える最上層又はその一部においてより多くの汚染物を捕捉することとなるであろう。従って、より多くの汚染物が、頻繁に一定時間内に捕捉され、あるいは、急速に濾過システムを通じた原液の流れを妨げる。最上層の一部におけるクラストの形成及び汚染物の堆積を防ぐことは、操作上重要である。クラスト202(図5参照)及び微粒子204の形成が進むと、当初は微細媒体を使用することで提供されていた多孔性が急速に低下し、(動作を妨げかねないような)上昇圧力が継続的な動作のために必要となる。従って、最微細媒体がより粗い従来の濾過システムよりも大きく損なった濾過性能を有することとなりかねない。従って、微細媒体フィルタは、通常の砂床フィルタを用いる場合よりも、より短い周期で逆洗洗浄を行う必要がある。
<Problem: Precocious crust formation in fine media>
As the pore size of the top layer of the media bed is reduced, for example, a strong pressure will need to be applied to the stock solution passing through the filtration tank containing the fine media. In addition, more contaminants will be trapped in the top layer comprising fine media 128 or a portion thereof than prior art systems where the finest layer comprises a relatively coarse media. Thus, more contaminants are often trapped within a certain time or rapidly impedes the flow of stock solution through the filtration system. Preventing crust formation and contaminant deposition in a portion of the top layer is operationally important. As crust 202 (see FIG. 5) and microparticles 204 are formed, the porosity initially provided by the use of fine media is rapidly reduced, and rising pressure (which may hinder operation) continues. Required for dynamic operation. Therefore, the finest media may have a much worse filtration performance than the coarser conventional filtration systems. Therefore, the fine media filter needs to be backwashed with a shorter cycle than when a normal sand bed filter is used.

<課題:微細媒体の逆洗> 微細媒体がより微細であることにより、上述した従来の液体逆洗のための対応するより大きな粒子よりも、遥かに簡易に懸濁可能な対応する範囲の砂粒子を導入することができる。結果として、入口118, 152の流体流れの許容範囲をより慎重に調整する必要がある。追加的に、操作人及び操縦者(又は自動操作システム)は、逆洗流体出口154から砂(砂及び従来の砂粒子105に類似する混合水から構成されるスラリー)を流出させることなく、逆洗流体入口152にて砂媒体の懸濁を達成するのに十分な強さの流量を確実に提供しなければならない。この場合、一般にはより限定的(かつ量及び各性能において劣っている)である逆洗入口152の流体量範囲を、微細媒体層を備えない濾過システムに適用する。より低い流量で使用可能な流体入口流量は、メンテナンスを行う操縦者による砂媒体の適切な洗浄を妨げる。従って、従来の砂に用いる許容流量により、そのクラスの濾過システムが達成すべき許容レベルの洗浄が可能となるが、微細媒体が濾過媒体として存在するときに用いる許容可能な著しく低い流量は、殆どの場合、そのような制約を課すことでこれらの媒体を殆ど役に立たないものとしてしまう。入口152にて著しく低い流量の逆流流量が用いられるときであっても、より小さい微細媒体はタンク100から容易に流失しかねないため、より低い範囲の流量が許容流量となる。例えば、タンク100内に存在する全種類の砂を混合することが原因となり、逆洗工程における砂媒体の洗浄力が低下すると、混合を妨害する影響が生じかねない。 <Problem: Backwashing of fine media> Due to the finer fine media, the corresponding range of sand that can be suspended much more easily than the corresponding larger particles for the conventional liquid backwash described above Particles can be introduced. As a result, the fluid flow tolerances at the inlets 118, 152 need to be adjusted more carefully. Additionally, the operator and operator (or automated operating system) can reverse the backwash fluid outlet 154 without draining sand (a slurry composed of sand and mixed water similar to conventional sand particles 105). A flow of sufficient strength to achieve sand media suspension at the wash fluid inlet 152 must be provided. In this case, the backwash inlet 152 fluid volume range, which is generally more limited (and inferior in volume and performance), applies to filtration systems that do not have a fine media layer. A fluid inlet flow that can be used at a lower flow rate prevents proper cleaning of the sand media by the operator performing maintenance. Thus, while the acceptable flow rates used in conventional sand allow for the acceptable level of cleaning that class of filtration systems should achieve, the extremely low flow rates that are acceptable when fine media are present as filtration media are mostly In this case, imposing such constraints makes these media almost useless. Even when a significantly lower back flow rate is used at the inlet 152, smaller fine media can easily flow away from the tank 100, so a lower range of flow rates is acceptable. For example, if all kinds of sand existing in the tank 100 are mixed, and the cleaning power of the sand medium in the backwashing process is reduced, an influence of disturbing mixing may occur.

再階層化の後であっても、(範囲内の微細砂の砂粒子を流失させない程度に十分に低い逆洗流量を備える)逆洗後に沈降した砂媒体には、前の過程で処理された原液に存在した一定量の汚染物が残っている。多孔性による洗浄機能を有する微細媒体を媒体床に取り込むことで、皮肉なことに、濾過システム全体としての機能を低下させる結果を生じさせかねない。   Even after re-stratification, sand media that settled after backwashing (with a backwash flow rate low enough not to wash away sand particles of fine sand within the range) were treated in the previous process. A certain amount of contaminants present in the stock solution remains. Incorporating fine media having a cleaning function due to porosity into the media bed, ironically, can result in a reduction in the overall function of the filtration system.

追加的に、特に微細媒体における、液体のみによる逆洗によっては、媒体床を効果的に洗浄することができない。出願人は、第1試験で、最も細かい濾過層を有する微細媒体を備えるタンクを用いた。10分間の逆洗サイクル(システムに残余物が残っていないことを確実にするために洗浄を行う濾過サイクルを含む)を2回行うとともに、出願人は、洗浄工程の結果、媒体の浄化を示す最高濁度5ネフェロ分析濁度ユニット(NTU)を有する洗浄水となることを観察した。表面媒体の分析により、媒体にカオリンが捕捉されており、洗浄が効果的でないことが示された。更なる観察結果を後述する。   Additionally, the media bed cannot be effectively cleaned by backwashing with liquid alone, especially in fine media. In the first test, the applicant used a tank with a fine medium having the finest filtration layer. In addition to performing two 10 minute backwash cycles (including a filtration cycle that cleans to ensure that no residue remains in the system), Applicant demonstrates the cleaning of the media as a result of the cleaning process. It was observed that the washing water had a maximum turbidity of 5 nefero analysis turbidity unit (NTU). Analysis of the surface medium indicated that kaolin was trapped in the medium and that cleaning was not effective. Further observation results will be described later.

液体による微細媒体の逆洗工程の場合と同様に、微細媒体が濾過媒体である濾過システムに従来の空気による逆洗工程を適用することには、問題があり、物理的な懸念事項により妨げられる。   As in the case of the backwashing process of the fine medium with the liquid, applying the conventional backwashing process with air to the filtration system in which the fine medium is the filtration medium is problematic and hindered by physical concerns. .

従来の空気逆洗は、湿った砂粒子105のスラリー及び汚染された洗浄水140を収集するという課題を有する。気泡の生成が止むと、砂(又は媒体)は沈静化していく。この後に、逆洗流体入口152を通じて清浄水を導入することで、汚染水を流し出すことができる。   Conventional air backwash has the problem of collecting a slurry of wet sand particles 105 and contaminated wash water 140. When the generation of bubbles stops, the sand (or medium) becomes calm. Thereafter, the contaminated water can be discharged by introducing clean water through the backwash fluid inlet 152.

濾過媒体内に微細媒体128が存在するとき、スラリーの沈静化は、微細媒体が存在しないときよりも著しく遅い速度で生じるため、微細媒体は比較的長い沈静化のための時間を要する。より重要なことに、空気洗浄により、微細媒体はより粗い支持媒体と均質化され、空気洗浄後の微細媒体はより粗い媒体と混合したままとなる。これにより、より低い支持媒体及び/又は出口に微細媒体が流れ、微細媒体が失われかねない。このため、階層化の破壊が必要とされる。上述したように、微細媒体及びより低い支持媒体の階層化の破壊は、問題である。更に、微細媒体の存在下での沈静化工程においては、沈静化が生じるのに伴い、より多くの汚染物を最上層に凝縮する。従って、微細媒体の存在下では、通常の空気逆洗も運用が困難である。改良された逆洗工程は、以下のようであると考えられる。すなわち、濾過媒体を必要以上に撹拌することなく、気泡の強度及び乱流により十分な効果を提供しながら、濾過媒体から汚染物を効果的に分離するものである。   When the fine media 128 is present in the filtration media, the slurry settles at a significantly slower rate than when no fine media is present, so the fine media requires a relatively long time to settle. More importantly, the air wash homogenizes the fine media with the coarser support medium and the fine media after the air wash remains mixed with the coarser media. This can cause the fine medium to flow to the lower support medium and / or the outlet and be lost. For this reason, destruction of hierarchies is required. As mentioned above, the stratification breakdown of fine media and lower support media is a problem. Furthermore, in the calming process in the presence of a fine medium, as the calming occurs, more contaminants are condensed in the uppermost layer. Therefore, normal air backwashing is also difficult to operate in the presence of fine media. The improved backwash process is believed to be as follows. That is, it effectively separates contaminants from the filtration medium while providing sufficient effects due to the strength and turbulence of the bubbles without unnecessarily stirring the filtration medium.

<微細媒体逆洗による解決方法>
出願人により提案された解決方法は、図6に示すように、濾過媒体床において、少なくとも最も微細な粒子寸法の次に微細な粒子寸法の密度よりも低い密度を有する微細媒体を用いる。通常の濾過媒体床の階層化に用いられる液体流量は、微細媒体には単純に大きすぎる。出願人は、媒体の密度が粒子寸法と共に増加することで、階層化が補助され、混合を生じさせないように空気流量が制御されている限り、空気逆洗中においても媒体層は階層化された状態を保つことが可能であることを発見した。このような空気逆洗中、媒体のより低い層は乱されることなく、微細媒体は低層の上部の懸濁液中に留まることができる。液体の流れにより微細媒体が貯蔵部から流出することがない限り、より低レベルの液体逆洗流と組み合わせることもできる。より高密度の媒体は、階層化工程中において、より大きな粒子寸法を有する媒体から微細媒体を分離することを補助し続けるため、微細媒体が他の媒体により捕捉されることを防ぐことができる。空気逆洗及び液体逆洗が停止すると、微細媒体は残りの階層化媒体の上部に配置される。
<Solution by fine media backwash>
The solution proposed by the Applicant uses a fine medium having a density lower than the density of the finest particle size at least next to the finest particle size in the filtration media bed, as shown in FIG. The liquid flow rate used for normal filtration media bed stratification is simply too large for fine media. Applicants have noted that the media layer has been stratified even during backwashing as long as the density of the media increases with particle size to aid stratification and the air flow rate is controlled to prevent mixing. I found it possible to keep the state. During such air backwashing, the lower layer of the medium is not disturbed, and the fine medium can remain in the upper suspension of the lower layer. It can also be combined with a lower level liquid backwash as long as the fine media does not flow out of the reservoir due to the liquid flow. The denser media continues to assist in separating the fine media from media with larger particle sizes during the stratification process, thus preventing the fine media from being captured by other media. When air backwashing and liquid backwashing are stopped, the fine media is placed on top of the remaining layered media.

いくつかの実施形態において、空気流量は、典型的には、40 m3/m2/hから55 m3/m2/hに亘り、例えば、0.15 mmの微細砂は55 m3/m2/ hの流量が適切であり、例えば、より大きな粒子又はより高い粘着性の微粒子を有する特定の構成を備える大きな濾過媒体を混合するときには、60 m3/m2/時間までであっても望ましい。空気は、流体入口152又は他の入口を通じて注入することができる。空気流制御手段(図示せず)は、所望の空気流を設定するために設けることができ、例えば、浮子式流量計、質量流量計又はピトー管流速計を用いて空気流を制御することができる。スクリーン116又は他のディフューザ(図示せず)を用いて空気分配を行うことができる。ディフューザを用いた空気流は(媒体床内で移動する気泡を生じさせる)泡を生成し、この泡により、微細媒体は、媒体床の上部の比較的十分な高さであるレベル220に到達した液体(清浄水)層225と混合される。微細媒体は、空気流が高いときに、微粒媒体110及び可能な中間媒体112と均質化される。 In some embodiments, the air flow rate typically ranges from 40 m 3 / m 2 / h to 55 m 3 / m 2 / h, for example, 0.15 mm fine sand is 55 m 3 / m 2. A flow rate of / h is appropriate, for example when mixing large filtration media with a particular configuration with larger particles or higher sticky particulates, even up to 60 m 3 / m 2 / h is desirable . Air can be injected through the fluid inlet 152 or other inlet. Air flow control means (not shown) can be provided to set the desired air flow, for example to control the air flow using a float flow meter, mass flow meter or pitot tube velocimeter. it can. Air distribution can be performed using a screen 116 or other diffuser (not shown). Air flow using a diffuser produces bubbles (which produce bubbles that move in the media bed), which causes the fine media to reach level 220, which is a relatively high height above the media bed. Mixed with a liquid (clean water) layer 225. The fine media is homogenized with the fine media 110 and possible intermediate media 112 when the air flow is high.

しかしながら、媒体110及び112は、微細媒体128が水層225で懸濁されてる間も階層化された状態を保持する。上述したように、少量の液体流(例えば、レベル220が出口154に暫定的に近づくように上昇させる)は、微細媒体クラウド240及び微細媒体128を微粒媒体110から分離させ続けるために用いることができる。   However, the media 110 and 112 remain in a layered state while the fine media 128 is suspended in the aqueous layer 225. As noted above, a small amount of liquid flow (eg, raising the level 220 to tentatively approach the outlet 154) can be used to continue separating the fine media cloud 240 and fine media 128 from the fine media 110. it can.

タンク100内で泡170が水層225に押し上げられるのに伴い、従来の空気逆洗に見られる強力な通過流を生じさせることなく、水流の向流は下方に流れる。このような作用は全体の流れの交流を作動させ、汚染物は、媒体床から徐々に上方226に流れ、流体レベル220と媒体床上部との間の水層225にて収集される。泡170の作用により、水層225内に押し上げられる微細媒体間に混合物は接着又は捕捉される。この交流の結果として、汚染物は水層225にて収集されるが、空気の供給が停止したとき、媒体床の微細媒体層にて再び捕捉られることはない。代わりに、媒体床の含有物が清浄であると判断されると、水層225内にて混合された汚染含有物は緩やかに流し出される。この流量は、実際には微量であるが、媒体床の最上(微細媒体)層128を乱さない程度に緩やかに流出が行われることを確実にすることで、フィルタに所望される全体の階層化を乱さないような構成とすることができるため重要である。代替的に、再階層化後、水層225における汚染物の収集は、媒体の上部から行うことが可能であり、すなわち、入口を通じて、例えば原液入口ノズル250(図7参照)を用いて浄水を注入し、出口154を通じて汚染水を流出させることで可能となる。   As the bubbles 170 are pushed up into the water layer 225 in the tank 100, the countercurrent of the water flow flows downward without causing the strong through flow seen in conventional air backwashing. Such action activates the overall flow alternating current, and contaminants gradually flow upward from the media bed 226 and are collected in the water layer 225 between the fluid level 220 and the media bed top. By the action of the bubbles 170, the mixture is adhered or trapped between the fine media pushed up into the water layer 225. As a result of this alternating current, contaminants are collected in the water layer 225, but are not captured again in the fine media layer of the media bed when the air supply is stopped. Instead, if it is determined that the contents of the media bed are clean, the contaminated contents mixed in the aqueous layer 225 are gently drained. This flow rate is insignificant, but the overall stratification desired for the filter is ensured by ensuring that the spillage is slow enough not to disturb the top (fine media) layer 128 of the media bed. This is important because it can be configured so as not to disturb. Alternatively, after re-stratification, the collection of contaminants in the water layer 225 can be done from the top of the media, i.e., through the inlet, for example using purified stock inlet nozzle 250 (see Fig. 7) This is possible by pouring and letting out contaminated water through the outlet 154.

媒体床の最上層においてより低密度の微細媒体を用い、連続するより大きな粒子をより高密度とすることで、空気逆洗の終了が近づくにつれ、階層化が破壊されることを防ぐことができる。気泡170及び気泡が生成する流れは、媒体床の層を乱し、あるいは階層化の破壊を生じさせない。   By using a lower density fine medium in the uppermost layer of the medium bed and making the larger continuous particles higher in density, it is possible to prevent the layering from being destroyed as the end of air backwashing approaches. . The bubbles 170 and the flow they generate do not disturb the media bed layer or cause stratification breakdown.

従って、空気逆洗洗浄により、最も粗い底部支持媒体はわずかに動くのみであるが、微細媒体128及び微細媒体を支持するより粗い媒体(微粒媒体110)を乱して、均質化を生じさせる。媒体の著しい乱れを回避するため、空気逆洗の後に、より粗い媒体の上部から微細媒体を分離させ、その上部に微細媒体を配置する。これは、粗い支持媒体には、微細媒体よりも高い密度を適用するよう選択することで主に達成することができる。空気洗浄終了時に低いレベルの液体逆流を加えることで、沈静化工程中に、より粗い支持媒体から微細媒体を分離させることを補助することができる。この逆流により、フィルタの上部を通じて微細媒体が流失するというリスクを回避することができる。更に逆洗における空気流は低減させることができ、これにより微粒媒体110上方の微細媒体128の懸濁状態を保ちながら、微粒媒体110を沈静化させることができる。空気流が阻止されると、微細媒体128と微粒媒体128との混合が生じることはない。従って、微細媒体を流失することなく、再階層化を回避することができる。   Thus, with air backwash cleaning, the coarsest bottom support medium moves only slightly, but disrupts the fine media 128 and the coarser media (fine grain media 110) that support the fine media, resulting in homogenization. In order to avoid significant disturbance of the medium, after the air backwashing, the fine medium is separated from the upper part of the coarser medium, and the fine medium is arranged on the upper part. This can be achieved primarily by choosing to apply a higher density to the coarse support medium than to the fine medium. Adding a low level of liquid backflow at the end of the air wash can assist in separating the fine media from the coarser support media during the calming process. This reverse flow can avoid the risk of the fine medium flowing away through the top of the filter. Further, the air flow in the backwashing can be reduced, so that the fine particle medium 110 can be calmed down while maintaining the suspended state of the fine medium 128 above the fine particle medium 110. When the air flow is blocked, mixing of the fine medium 128 and the fine particle medium 128 does not occur. Therefore, re-hierarchization can be avoided without causing the fine medium to flow out.

各の表は、いくつかの実施形態における多様な媒体層が有し得る値を示す。
Each table shows the values that various media layers in some embodiments may have.

上述した第1試験の直後に第2試験を行い、出願人は空気流による逆洗を行った。この試験は、68 m3/h(毎分300ガロン)の性能を有するフィルタを用いて米国のサウスダコタ州の工業用地にて行った。工場には、逆浸透膜(RO)システムに供給する良質な水が必要であった。工場では、ROシステムの前方で限外濾過(UF)膜を用いた。UF膜は、非常に急速に汚染され、源流を再生させるように浄化することはできなかった。このため、微細砂フィルタは、水の前処理をUF膜に到達する前に行うことで、水の濾過性を高め、UF膜に到達するいくつかの混濁物質を取り除くために用いられる。 Immediately after the first test described above, the second test was performed, and the applicant performed a backwash by airflow. This test was conducted at an industrial site in South Dakota, USA, using a filter with a performance of 68 m 3 / h (300 gallons per minute). The factory needed good quality water to supply the reverse osmosis membrane (RO) system. The factory used an ultrafiltration (UF) membrane in front of the RO system. The UF membrane was contaminated very quickly and could not be purified to regenerate the source. For this reason, the fine sand filter is used to improve the filterability of water and remove some turbid substances that reach the UF membrane by performing pretreatment of water before reaching the UF membrane.

2つの水源が用いられ、湖から供給される約15〜30 NTUの濁度を有する第1水源、並びに池から供給される約100 NTU(から300 NTUまで)の濁度を有する第2水源を測定した。この池は、植物からの排水を有するため、再利用し、植物の水分平衡を改善させることができる。   Two water sources are used, a first water source having a turbidity of about 15-30 NTU supplied from the lake and a second water source having a turbidity of about 100 NTU (up to 300 NTU) supplied from the pond. It was measured. Since this pond has drainage from the plant, it can be reused to improve the water balance of the plant.

流入する濃縮物は、固形であるため、フィルタの除去機能を最適化するため約200 gpm (45 m3/h)にてフィルタを用いた。 Since the influent concentrate was solid, the filter was used at about 200 gpm (45 m 3 / h) to optimize the filter removal function.

フィルタを作動させ、懸濁濃縮物により、水のみによる逆洗の多くは約2時間に1度、引き起こされる。2週間の動作後、4 psiの媒体の差圧を保持することはできなかった。実際には、フィルタ媒体は、汚染され、連続的な数多くの水逆洗を行った後も浄化することができなかった。この試験において、230 NTUの最高濁度が観察された。これは、砂中に数多くの汚染物は存在するが、第1逆洗の後も収集されなかったことを示している。   The filter is activated and the suspension concentrate causes many of the water-only backwashes to occur about once every two hours. After 2 weeks of operation, the 4 psi media differential pressure could not be maintained. In practice, the filter media was contaminated and could not be purified after many successive backwashes of water. In this test, a maximum turbidity of 230 NTU was observed. This indicates that many contaminants were present in the sand but were not collected after the first backwash.

続いて、予備逆洗空気洗浄を作動させ、たった2回の逆洗後、フィルタは、200 gpmにて4 psiの媒体の差圧を有する、完全に洗浄された状態に回復可能である。フィルタは、約12週間、常時高負荷の有機懸濁物を有する状態で継続的に作動し、4 psiの清浄濾過差圧にて全面稼働状態に常に回復可能である。   Subsequently, a pre-backwash air wash was activated, and after only 2 backwashes, the filter can recover to a fully cleaned state with a media differential pressure of 4 psi at 200 gpm. The filter operates continuously for about 12 weeks, always with a high load of organic suspension, and can always recover to full operation at a clean filtration differential pressure of 4 psi.

更なる試験において、11.19 NTU(薄黄色)の濁度を有する原水は、スペクトレックス社のレーザー・パーティクル・カウンターを用いて分析し、2.98マイクロメーターの平均粒径(標準偏差2.51マイクロメーター)を有し、総粒子量93,947/mlであることが分かった。微細粒子フィルタ出口は、1.98 NTU(大部分が清浄な状態)を有し、平均粒径(標準偏差2.03マイクロメーター)が2.35マイクロメーターであり、実質的な総粒子量が27,155/mlであることが分かった。   In further tests, raw water with a turbidity of 11.19 NTU (light yellow) was analyzed using a Spectrex laser particle counter and had an average particle size of 2.98 micrometers (standard deviation 2.51 micrometers). The total particle amount was found to be 93,947 / ml. Fine particle filter outlet has 1.98 NTU (mostly clean), average particle size (standard deviation 2.03 micrometers) is 2.35 micrometers, and the actual total particle volume is 27,155 / ml I understood.

この試験におけるフィルタの導入において、逆洗の開始前のフィルタの圧力は、17 psiまで低下した。逆洗前、NTUの差は約12 NTUであり、上述した空気逆洗洗浄の後、圧力は6 psiに低下し、NTUの差は、約13 NTUまで上昇した。この試験は、差圧が20 psi、NTUの差が21.4 NTU - 2.4 NTU = 19 NTUに到達し、空気逆洗洗浄後においては差圧が5 psiでNTUの差が21.3 NTU - 0.7 NTU = 20.6 NTUに到達したときに繰り返された。この試験は、差圧が20 psiでNTUの差が17.8 NTU - 2.4 NTU = 15.4 NTUに到達し、空気逆洗洗浄後においては差圧が4 psiでNTUの差が17.8 NTU - 1.1 NTU = 16.7 NTUに到達したときに繰り返された。   With the introduction of the filter in this test, the filter pressure before the start of backwashing dropped to 17 psi. Prior to backwashing, the NTU difference was about 12 NTU, after the air backwashing described above, the pressure dropped to 6 psi and the NTU difference increased to about 13 NTU. In this test, the differential pressure reached 20 psi, the NTU difference reached 21.4 NTU-2.4 NTU = 19 NTU, and after backwashing with air, the differential pressure was 5 psi and the NTU difference was 21.3 NTU-0.7 NTU = 20.6 Repeated when reaching NTU. In this test, the differential pressure reached 20 psi and the NTU difference reached 17.8 NTU-2.4 NTU = 15.4 NTU.After air backwash, the differential pressure was 4 psi and the NTU difference was 17.8 NTU-1.1 NTU = 16.7. Repeated when reaching NTU.

階層化を妨害することなく行う微細粒子の空気逆洗により、微細媒体から汚染物を迅速に取り除くことが可能となり、従って、作動中のフィルタの休止時間が減少する。微細媒体は、0.5 マイクロンから 20 マイクロンの寸法を有する汚染物を捕捉するのにより効果的であるため、濾過の効率性を保持するためには、より頻度の高いフィルタの洗浄を要し、このような頻度の高い洗浄は、フィルタ媒体床の階層化を破壊させることなく空気逆洗を可能とする密度の組成物を有する媒体を空気逆洗することで促進することができる。   Fine particle air backwashing without interfering with stratification makes it possible to quickly remove contaminants from the fine media, thus reducing downtime of the filter during operation. Since fine media is more effective at trapping contaminants with dimensions of 0.5 to 20 microns, more frequent filter cleaning is required to maintain filtration efficiency, and thus Frequent cleaning can be facilitated by air backwashing media having a composition with a density that allows air backwashing without destroying the layering of the filter media bed.

<逆洗後の汚染水の流出>
汚染水は通常、フィルタ床を通じてタンク100に清浄水を導入することで、流し出すことができる。微細媒体を懸濁ないし流失させることがないように、微細媒体を有する場合の流量は、非常に低く設定しなければならない。従って、フィルタ媒体上において追加的な入口を用いることができる。流れにより微細媒体が乱されることがなければ、原液入口118を用いることができる。同様に、(微細媒体240又はあらゆる媒体床の内容物の)クラウドの形成を回避するために非常に緩やかな適切な流量を有する清浄水を、逆洗入口152を通じてタンクに導入することで、流出を開始させることができる。同様に適切な流量は、わずかに変化し、その一部は、媒体床内に存在する最微細層の直径により決定される。例えば、0.15 mmの直径を有する微細媒体の場合には、15 m3/m2/hの流量を適用することができる。流量はわずかに少なくすることもでき、例えば、0.2 mmの直径を有するガラスビーズの場合には、13 m3/m2/hの流量を適用することができる。わずかに大きな直径、例えば、0.3 mmの直径を有するガラスビーズ及び0.6 mmの直径を有するプラスチック粒子の場合には、25 m3/m2/hの流量に耐えうることができる。入口118, 152のいずれかから媒体床の表面に清浄水に方向づけることは重要な第1ステップであり、その後に水を流出させる。
<Outflow of contaminated water after backwashing>
The contaminated water can usually be drained by introducing clean water into the tank 100 through the filter floor. In order to prevent the fine medium from being suspended or washed away, the flow rate with the fine medium must be set very low. Thus, additional inlets can be used on the filter media. If the fine medium is not disturbed by the flow, the stock solution inlet 118 can be used. Similarly, by introducing clean water with a moderate flow rate that is very gentle to avoid cloud formation (of fine media 240 or any media bed contents) into the tank through backwash inlet 152, Can be started. Similarly, the appropriate flow rate varies slightly, a portion of which is determined by the diameter of the finest layer present in the media bed. For example, in the case of a fine medium having a diameter of 0.15 mm, a flow rate of 15 m 3 / m 2 / h can be applied. The flow rate can be slightly reduced, for example, for glass beads having a diameter of 0.2 mm, a flow rate of 13 m 3 / m 2 / h can be applied. In the case of slightly larger diameters, for example glass beads having a diameter of 0.3 mm and plastic particles having a diameter of 0.6 mm, a flow rate of 25 m 3 / m 2 / h can be tolerated. Directing clean water from either of the inlets 118, 152 to the surface of the media bed is an important first step, after which water is drained.

他の実施形態(図7)において、表面に方向付けされたノズル250は、バッフル251を通じて水を排出させるよう方向付け、媒体床の上部表面を覆う汚染物、特に大きな粒子と共に汚染水を流し出すために設けることができる。逆洗のために、このような方法で1つ又はそれ以上のノズル250をバッフルと共に用いることは、タンク100から大量の砂を意図せずに流出させることなく、媒体床の最上層を洗浄するのに特に効果的である。バッフルの設計により、媒体床の表面にてスキミングを行う水流を流すことが可能となる。   In another embodiment (FIG. 7), the surface-directed nozzle 250 is directed to drain water through the baffle 251 and flushes the contaminated water with contaminants, particularly large particles, covering the top surface of the media bed. Can be provided. The use of one or more nozzles 250 in this manner with a baffle for backwashing cleans the top layer of the media bed without unintentionally draining large amounts of sand from the tank 100. Is particularly effective. The baffle design allows a stream of skimming to flow on the surface of the media floor.

操作時には、上述したノズル250及びバッフル251を用いる液体スキマーは、典型的には、他のあらゆる洗浄作業を行う前に作動させることができる。このように作動させることで、クラスト102, 202又は微粒子104, 204を媒体床の上部で収集することが可能になるという利点がある。他の作業工程の前に媒体のメンテナンス工程において上部レベルの汚染物を収集することで、後続のあらゆる逆洗工程において、微細媒体の最上部における汚染物の存在(又は捕捉される)可能性を顕著かつ有利に排除することができる。更に、このような方法により、媒体床上部を備える微細媒体に同時に過度の撹拌又は乱流を生じさせることなく、汚染物を効果的に媒体床の上部から分散させることができる。通常作動中のフィルタの通常の流量が、136 m3/h (600 gpm)に到達すると、バッフルからの流量は、フィルタの流量の約半分となり、最高で約68 m3/h (300 gpm)となり得る。 In operation, the liquid skimmer using the nozzle 250 and baffle 251 described above can typically be activated prior to performing any other cleaning operations. Actuating in this way has the advantage that crusts 102, 202 or particulates 104, 204 can be collected at the top of the media bed. Collecting top-level contaminants in the media maintenance process before other work steps, so that in any subsequent backwash process, the presence (or trapped) of contaminants at the top of the fine media It can be eliminated significantly and advantageously. Further, such a method can effectively disperse contaminants from the top of the media bed without simultaneously causing excessive agitation or turbulence in the fine media with the media bed top. When the normal flow rate of the filter in normal operation reaches 136 m 3 / h (600 gpm), the flow rate from the baffle will be about half of the filter flow rate, up to about 68 m 3 / h (300 gpm). Can be.

追加的に、バッフルを用いることは、機械的攪拌機を用いるよりも優れた改善案として当技術分野において知られている。攪拌機は、特別な複雑性を有する追加的な機械部品を要し、追加的な懸念事項を有するのに対して、バッフルの作動には、濾過工程で既に用いられた物理的インフラを用いるので有利である。既存のハードウェアと互換性を有する追加的な可動部を有さないことは、品質において更に有利であるとともに、従来の液体逆洗の短所を効率的に改善する。   Additionally, the use of baffles is known in the art as a better improvement than using a mechanical stirrer. The stirrer requires additional mechanical parts with special complexity and has additional concerns, whereas the operation of the baffle is advantageous because it uses the physical infrastructure already used in the filtration process. It is. Not having additional moving parts that are compatible with existing hardware is further advantageous in quality and effectively improves the disadvantages of conventional liquid backwashing.

本明細書に記載する解決方法の特に有利な点として、洗浄剤の頻繁な使用を回避する可能性及び優位性を有する点である。典型的には、逆洗は、分、時、日に基づいて測定されるタイムスケールを要し、数ヵ月に亘って単一の使用に低減されることがなければ、界面活性剤又は凝集剤を追加する必要性を排除することができる。特定の濾過システムの構成は幅広く異なるが、洗剤の使用は、典型的には、本明細書に記載した逆洗方法が効果的でないと操縦者が考える理由がある場合、及び/又は洗浄剤を用いて砂を洗浄すべき現実的な必要がある場合など、稀な場合に限られる。より稀な例として、媒体床の内容物を全て再構成する必要がある場合である。   A particular advantage of the solution described herein is the possibility and advantage of avoiding frequent use of cleaning agents. Typically, backwashing requires a time scale that is measured based on minutes, hours, and days, and if not reduced to a single use over a period of months, a surfactant or flocculant. The need to add can be eliminated. Although the configuration of a particular filtration system varies widely, the use of detergents is typically necessary if the operator believes that the backwash method described herein is not effective and / or Only in rare cases, such as when there is a real need to use and wash sand. A rarer case is when it is necessary to reconstruct the entire contents of the media floor.

図1〜図7の記載は、あらゆる所望のタンク100の形状に関する。図8は、水平円柱状の実施形態の断面図を示している。このような構成は、大きな媒体表面をコンパクトな構成にて示したものである。液体入口118は、T型継手を介してタンクの上面の側部ポート通って入り、原液をバッフル251に移送する4つのノズルを備えるプレナムに供給する。タンクに原液を供給するあらゆる適切な構成を用いることができる。当該実施形態において、微細媒体をバッフル251付近に設けることで、原液流により、微細媒体の濾過機能を向上させることができる。例えば、媒体は3種類の媒体を備えることができ、最も微細な媒体を上部に、中間粒径を有する媒体を中間に、最も粗い媒体を底部に設けることができる。スクリーン116は、排出口120と連通するメッシュ材料の円柱状のチューブである。スクリーン116は、上部にて閉じ、底部にて開くことができるため、媒体の底部から濾過液を収集することができる。スクリーン116の側部には、粗粒媒体内のスクリーンレベルにて気泡を発生させる空気導管152’が設けられている。空気導管152’は、スクリーン116を包囲し、媒体を3段階とする場合に、粗粒媒体と中間媒体との間の境界付近に設けることができる。このようにすることで、濾過液の排出を空気の移送と切り離すことができるが、いくつかの場合において、空気は、スクリーン116内の逆洗のために注入することもできる。より低い媒体は、空気導管152’から媒体及び微細媒体に向かって生じる気泡の分配を補助することができる。上述したように、空気逆洗は、媒体の再階層化を要するように、微細媒体と粗粒媒体との混合を生じさせることはない。   The description of FIGS. 1-7 relates to any desired tank 100 shape. FIG. 8 shows a cross-sectional view of a horizontal columnar embodiment. Such a configuration shows a large medium surface in a compact configuration. The liquid inlet 118 enters through a side port on the upper surface of the tank via a T-joint and feeds a plenum with four nozzles that transfer the stock solution to the baffle 251. Any suitable configuration for supplying the stock solution to the tank can be used. In this embodiment, by providing the fine medium in the vicinity of the baffle 251, the filtration function of the fine medium can be improved by the stock solution flow. For example, the medium can comprise three types of media, with the finest medium at the top, the medium with intermediate particle size in the middle and the coarsest medium at the bottom. The screen 116 is a cylindrical tube of mesh material that communicates with the discharge port 120. Since the screen 116 can be closed at the top and opened at the bottom, the filtrate can be collected from the bottom of the media. On the side of the screen 116 is provided an air conduit 152 'that generates bubbles at the screen level in the coarse-grained medium. An air conduit 152 'can be provided near the boundary between the coarse and intermediate media when surrounding the screen 116 and the media has three stages. In this way, the filtrate discharge can be decoupled from the air transfer, but in some cases the air can also be injected for backwashing in the screen 116. The lower medium can assist in the distribution of bubbles that originate from the air conduit 152 'towards the medium and the fine medium. As described above, air backwashing does not cause mixing of the fine and coarse media so that media re-hierarchy is required.

Claims (14)

媒体床フィルタであって、
原液入口及び濾過液出口を有する貯蔵部と、
増加した密度及び粒径を有する下層粒状材を備える微細媒体の上層を含むことで、前記微細媒体の階層化構造破壊の発生及び階層状媒体の再階層化の必要化を伴わずに、前記微細媒体の空気逆洗を行うことを可能とする、多様な密度の粒状材料を有する多様な寸法の階層状濾過媒体と、
前記濾過媒体を通じて空気を注入する逆洗空気分配手段と、
逆洗ドレイン及び空気バルブ、とを備える媒体床フィルタ。
A media floor filter,
A reservoir having a stock solution inlet and a filtrate outlet;
By including an upper layer of a fine medium comprising a lower layer granular material having an increased density and particle size, the fine medium can be produced without the occurrence of layered structural destruction of the fine medium and the need for re-hierarchization of the hierarchical medium. Layered filtration media of various sizes with granular materials of various densities that allow air backwashing of the media;
Backwash air distribution means for injecting air through the filtration medium;
A media bed filter comprising a backwash drain and an air valve.
前記微細媒体が砂粒子を備える、請求項1に記載のフィルタ。   The filter of claim 1, wherein the fine medium comprises sand particles. 前記微細媒体がガラス粒子を備える、請求項1に記載のフィルタ。   The filter of claim 1, wherein the fine medium comprises glass particles. 前記微細媒体がポリマー粒子を備える、請求項1に記載のフィルタ。   The filter of claim 1, wherein the fine media comprises polymer particles. 前記微細媒体の階層化構造を破壊させることなく、前記微細媒体の洗浄を行うのに効率的な逆洗空気流量の設定用に調節可能な逆洗空気流制御部を更に備える、請求項1〜4のいずれか一項に記載のフィルタ。   The apparatus further comprises a backwash air flow control unit adjustable for setting a backwash air flow rate that is efficient for cleaning the fine medium without destroying the hierarchical structure of the fine medium. The filter according to any one of 4. 前記微細媒体が前記下層粒状材の密度よりも少なくとも1 g/ml低い密度を有する、請求項5に記載のフィルタ。   6. The filter of claim 5, wherein the fine medium has a density that is at least 1 g / ml lower than the density of the underlying granular material. 前記階層状媒体の底層は2.5 mmから6 mmの範囲内の直径を有する粒状材を備え、粒状材の中間層は0.5 mmから2 mmの範囲内の直径を有する粒状材を備え、微細媒体の上層は0.1 mmから0.4 mm、好適には0.1 mmから0.2 mmの範囲内の有効径を有する粒状材を備える、請求項6に記載のフィルタ。   The bottom layer of the hierarchical medium comprises a granular material having a diameter in the range of 2.5 mm to 6 mm, and the intermediate layer of the granular material comprises a granular material having a diameter in the range of 0.5 mm to 2 mm. 7. A filter according to claim 6, wherein the upper layer comprises a granular material having an effective diameter in the range of 0.1 mm to 0.4 mm, preferably 0.1 mm to 0.2 mm. 前記中間層の密度が約4 g/mlであり、前記上層の密度が3 g/ml未満であり、好適には、これらの層は約2.7 g/mlの密度を有する砂材、約2.5 g/mlの密度を有するガラス材、又は約1.6 g/mlの密度を有するプラスチック材を備える、請求項7に記載のフィルタ。   The intermediate layer has a density of about 4 g / ml and the upper layer has a density of less than 3 g / ml, preferably these layers are sand material having a density of about 2.7 g / ml, about 2.5 g 8. A filter according to claim 7, comprising a glass material having a density of / ml or a plastic material having a density of about 1.6 g / ml. 前記底層はガーネット粒子を備える、請求項6〜8のいずれか一項に記載のフィルタ。   The filter according to any one of claims 6 to 8, wherein the bottom layer includes garnet particles. 前記逆洗空気分配手段は前記濾過液出口のスクリーンを取り囲む導管を備える、請求項1〜9のいずれか一項に記載のフィルタ。   The filter according to any one of claims 1 to 9, wherein the backwash air distribution means comprises a conduit surrounding the filtrate outlet screen. 制御された逆洗空気供給手段を更に備える、請求項1〜10のいずれか一項に記載のフィルタ。   The filter according to any one of claims 1 to 10, further comprising controlled backwash air supply means. 自動的にバルブを制御することで前記微細媒体に空気逆洗サイクルを生じさせる制御手段を更に備え、このサイクルにより、前記微細媒体及び該微細媒体の分散物を大量の洗浄水と混合させ、その空気逆洗中に、前記微細媒体を、洗浄水の上部には含まれないよう洗浄水の下部内に局限する、請求項11に記載のフィルタ。   Control means for automatically controlling the valve to cause an air backwash cycle in the fine medium is further provided. By this cycle, the fine medium and the dispersion of the fine medium are mixed with a large amount of washing water. 12. A filter according to claim 11, wherein the fine medium is localized in the lower part of the wash water so that it is not contained in the upper part of the wash water during the air backwash. 前記原液入口は、原液入口から前記濾過媒体表面の主要部への流れを方向付けるよう構成される原液分配ノズルと、前記原液分配ノズルに制御可能に接続することで、前記逆洗ドレインを通じて堆積物を取り除くために前記微細媒体を分散させることなく、前記濾過媒体表面の前記堆積物を流し出す逆洗流体入口と、を更に備える、請求項1〜12のいずれか一項に記載のフィルタ。   The stock solution inlet has a stock solution distribution nozzle configured to direct a flow from the stock solution inlet to a main portion of the surface of the filtration medium, and a controllable connection to the stock solution distribution nozzle so that deposits pass through the backwash drain. The filter according to claim 1, further comprising a backwash fluid inlet for flowing out the deposit on the surface of the filtration medium without dispersing the fine medium to remove water. 媒体床フィルタであって、
原液入口及び濾過液出口を有する貯蔵部と、
微細媒体を含む濾過媒体と、
原液入口から前記濾過媒体表面の主要部への流れを方向付けるよう構成される原液分配ノズルと、
逆洗ドレインと、
逆洗流体入口と、を備え、
前記逆洗流体入口を前記原液分配ノズルに制御可能に接続することで、前記逆洗ドレインを通じて堆積物を取り除くために前記微細媒体を分散させることなく、前記濾過媒体表面の前記堆積物を流し出すことを特徴とする、媒体床フィルタ。
A media floor filter,
A reservoir having a stock solution inlet and a filtrate outlet;
A filtration medium including a fine medium;
A stock distribution nozzle configured to direct flow from a stock solution inlet to a major portion of the filtration media surface;
Backwash drain,
A backwash fluid inlet,
The backwash fluid inlet is controllably connected to the stock distribution nozzle to flush out the deposit on the surface of the filtration media without dispersing the fine media to remove the deposit through the backwash drain. A media floor filter characterized by the above.
JP2017558475A 2015-06-02 2016-06-01 Improved backwashable multi-layer media floor filter Active JP6935336B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562169807P 2015-06-02 2015-06-02
US62/169,807 2015-06-02
PCT/US2016/035216 WO2016196594A1 (en) 2015-06-02 2016-06-01 Multilayer media bed filter with improved backwash

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018519990A true JP2018519990A (en) 2018-07-26
JP6935336B2 JP6935336B2 (en) 2021-09-15

Family

ID=56121223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017558475A Active JP6935336B2 (en) 2015-06-02 2016-06-01 Improved backwashable multi-layer media floor filter

Country Status (11)

Country Link
US (2) US20180099237A1 (en)
EP (1) EP3302749B1 (en)
JP (1) JP6935336B2 (en)
KR (1) KR102666856B1 (en)
CN (2) CN107708830A (en)
AU (1) AU2016270739C1 (en)
CA (1) CA2985709C (en)
ES (1) ES2937166T3 (en)
IL (1) IL255759B (en)
MX (1) MX2017014250A (en)
WO (1) WO2016196594A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022543505A (en) * 2018-10-24 2022-10-13 ネプチューン-ベンソン インコーポレイテッド Multilayer media bed filter containing glass bead micromedia

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018085763A1 (en) 2016-11-06 2018-05-11 Nap Kyle System and method for liquid processing
WO2019226725A1 (en) * 2018-05-24 2019-11-28 Nap Kyle Portable modular filter system
US11529573B2 (en) 2019-04-23 2022-12-20 Greatpyr Resources Llc Systems and processes employing wet/dry suction filter
US11857896B2 (en) * 2019-04-30 2024-01-02 King's Flair Marketing Limited Fluid filter for treating the fluid, a container comprising the same and air release device
CN112473276B (en) * 2020-12-18 2023-07-28 山西汾西矿业(集团)有限责任公司 Multistage filtration mining dustproof curtain based on light particle bed
CN112915641B (en) * 2021-03-18 2022-06-14 上海威派格智慧水务股份有限公司 Filter tank backwashing control method
US20230059255A1 (en) * 2021-08-19 2023-02-23 Saudi Arabian Oil Company Method and system for determining liquid levels in sand filters and effective air scouring during backwash

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US471811A (en) * 1892-03-29 Filter
US293745A (en) * 1884-02-19 Filter
US668344A (en) * 1900-03-17 1901-02-19 William W Wilson Filter-bed.
GB610412A (en) * 1946-04-04 1948-10-15 Richard Pierpont Moore Improvements in back washing filter beds
US3544457A (en) * 1968-03-28 1970-12-01 Ethyl Corp Process and apparatus for fluid treatment
GB2000042A (en) * 1977-04-20 1979-01-04 Serck Water Processing Ltd Process and apparatus for filtration of liquids
US4668405A (en) * 1985-06-19 1987-05-26 Process Development, Inc. Downflow filter with high velocity backflush
US5292436A (en) * 1992-05-13 1994-03-08 Kansas State University Research Foundation Tapered bed filtration apparatus
US7553418B2 (en) * 2007-08-18 2009-06-30 Khudenko Engineering, Inc. Method for water filtration
JP2009125657A (en) * 2007-11-22 2009-06-11 Kurita Water Ind Ltd Filtering apparatus
AU2009222556A1 (en) * 2009-10-02 2011-04-21 Ip Reserve Pty Ltd Filtration medium
US20140014598A1 (en) * 2012-07-16 2014-01-16 Sonitec-Vortisand Inc. Media bed filters for filtering fine particles from a raw liquid flow and method of using the same
CN103331044A (en) * 2013-06-05 2013-10-02 浙江玉泉环境工程有限公司 Multi-media filter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022543505A (en) * 2018-10-24 2022-10-13 ネプチューン-ベンソン インコーポレイテッド Multilayer media bed filter containing glass bead micromedia

Also Published As

Publication number Publication date
EP3302749A1 (en) 2018-04-11
EP3302749B1 (en) 2022-11-16
JP6935336B2 (en) 2021-09-15
US20180099237A1 (en) 2018-04-12
IL255759B (en) 2022-08-01
CA2985709A1 (en) 2016-12-08
KR102666856B1 (en) 2024-05-17
KR20180010269A (en) 2018-01-30
CA2985709C (en) 2023-08-01
AU2016270739C1 (en) 2022-12-15
US20220176276A1 (en) 2022-06-09
CN117482596A (en) 2024-02-02
AU2016270739A1 (en) 2017-11-30
CN107708830A (en) 2018-02-16
MX2017014250A (en) 2018-04-10
ES2937166T3 (en) 2023-03-24
WO2016196594A1 (en) 2016-12-08
AU2016270739B2 (en) 2021-10-07
IL255759A (en) 2018-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6935336B2 (en) Improved backwashable multi-layer media floor filter
CA2951572C (en) Media bed filters for filtering fine particles from a raw liquid flow and method of using the same
AU2014284885A1 (en) Dissolved air floatation device
AT511926B1 (en) Process for the mechanical separation of solids from wastewater
AU2006222735B2 (en) Multi-media clarifier or thickener
CN207371173U (en) A kind of self-cleaning filtering water system
JP2003080007A (en) Method and apparatus for flocculation and settling
KR100972580B1 (en) Water treatment equipment and method using rotatable filter module
CN209721764U (en) A kind of sanitary sewage multi-stage filtration purifying device
JP4171248B2 (en) Filtration device using floating filter media
KR101889546B1 (en) Filtering Apparatus Containing Floating Media and Filtering Method
KR101787078B1 (en) Filtering Apparatus Containing Floating Media and Filtering Method
JP2003220305A (en) Mobile filter bed-type filter
JP2002035511A (en) Filter apparatus
JP4506217B2 (en) Flotation filtration device
JP6450645B2 (en) Silt filtration device and silt filtration method
JP2022543505A (en) Multilayer media bed filter containing glass bead micromedia
CN115869672A (en) Washing water purification device and washing water purification system
JP2009178714A (en) Filtration method
JPS63287509A (en) Treatment of waste water
JPH05293310A (en) Filter medium washing device in filter using sedimentating filter medium

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20181205

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20181205

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190327

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191218

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200128

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200420

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200625

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200727

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210105

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20210402

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20210603

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210621

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210727

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210825

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6935336

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250